日前，从余吾煤业公司南风井工区传来好消息，全国首台“U”型敞篷式、山西最大直径TBM盾构机“潞盾一号”单日掘进最高达13米，单月大断面岩巷掘进进尺306.9米，按照集团掘进进尺折算办法折合标准断面进尺478米，为岩巷快速掘进新高地打造奠定了基础。
从“潞盾一号”始发至今，负责作业的科室和队组遇到了糊刀盘、围岩破碎片帮高顶、台车倾斜、作业人员支护操作不熟练等诸多难题。可以说，他们经历了从一开始发现问题的“两眼一抹黑”，到现在工艺优化，平稳推进、发现问题能快速处理的过程。这是余吾煤业公司及工程公司“潞盾一号”全体工作人员历经3个月的验证、总结、分析，无数个解决思路的碰撞汇聚，创出来的佳绩。
直击堵点 解决关键问题
记者从《“潞盾一号”掘进跟班写实表》中发现，从去年12月份整一个月的影响进尺因素中，最大的“堵点”就是刀盘堵塞。“刀盘堵塞主要有两个原因：一是因为地层泥岩大，二是因为在掘进的过程中，一遇到水，水和着泥浆，盾构机的刀盘就堵塞了，严重影响掘进进度。”副总工程师兼南风井工区区长崔朋辉介绍。
为了解决这一关键问题，南风井工区联合地测科，每隔20米探测一次层位，对巷道岩性进行写实，找到最适合盾构机掘进的岩层。经过反复探索和试验推进，找到了16米-19米之间最适合盾构机掘进的层位。“在这个层位，岩性的粘度不高，适合推进作业。而且我们每两天探测一次，每次都微调坡度，保证岩性的稳定，刀盘不堵塞。”崔朋辉介绍。
刀盘控水也是最关键的一步。工作人员在盾构机的刀盘中加装了风动排水泵，每天8点班检修完后，立即排水，再开机作业。同时采区高速推进向前推进的施工作业方式，加大出矸量，达到控水的目的。在第一个循环推进的过程中，增加刀盘转速，刀盘排出湿渣，第二个循环进行全速作业，既控水又不影响支护，极大减少了刀盘堵塞的概率。
在解决了客观因素的前提下，崔朋辉带领技术人员优化了劳动组织方式：四点班、零点班集中推进作业，八点班集中检修和清理刀盘，将“潞盾一号”的铲刀口和滚刀仓全部进行清理，为生产班做充分准备。“以前作业的时候，堵塞了就清理，清理后再堵塞，陷入了无法推进的困境。没有精准的管控措施，经过这一系列措施，今年两个月以来，我们没有再发生过刀盘堵塞情况。”“潞盾一号”技术负责人于洪祥介绍。
在此基础上，“潞盾一号”在作业过程中，还遇到过F81断层的情况，由于处于-14度下坡状态，设备自重力大，导致每个台车中间出现挤压倾斜的情况；技术人员将台车之间的球形活动连接杆全部更换为硬连接杆，保证了台车的稳步推进。
明确职责 工艺持续优化
一开年，南风井工区就组织厂家、工程公司潞盾一队、配合队组召开了多次专题推进会，明确了三家的职责定位和作业工作区间，分工合作达到了最优化状态。“铁建重工厂家负责盾构机司机作业、设备运行和维护；帮扶掘进队组负责L1、L2、L3三个掘进区域的支护，以及三个区间的标准化施工，同时每天八点班安排检修工配合厂家维护主机皮带和后配套皮带；潞盾一队负责为作业队组进行倒料、续皮带、延伸风水管路、风筒、缆线等日常工作。”崔朋辉介绍。职责明确了，三个单位互相配合也更好了。最突出的表现是3月份单日进尺最高达到13.1米，单班最高进尺7米，每日平均进尺保持在10米以上。
“作为一支新组建队组，经过两个多月的熟练和磨合，通过多次人员岗位调整、专项培训等，逐渐成长为能够适应‘潞盾一号’快速掘进的专业队组，无论是大量的材料运输、风水管路、皮带及缆线的延伸，还是在设备配合维保，疑难问题解决等方面，均有极大程度提升！”潞盾一队项目部经理冯浩说。
崔朋辉还向记者算了这样一笔账，一个圆班掘进10米，一排需要15根锚杆，一天需要150-160套锚杆、70套锚索。对比前往学习的兄弟矿井，掘进一排的支护相当于兄弟矿井三排的支护量，支护工程量相当大。
在这些改变的基础上，进入3月份，该公司对“潞盾一号”作业着重进行现场管控。首先解决了刀盘堵塞和台车倾斜堆叠的问题，然后瞄准“潞盾一号”姿态调整进行优化。姿态是盾构机的行业术语，相当于盾构机的眼睛，姿态数值有偏差，盾构机方向就会跑偏。“3月份，煤墙片帮是常态化的问题，导致推进过程中，矸石掉落后堆积在台车上，散落在台车下方的矸石将台车的轮子顶起，台车不能保持平衡向前。”现场工作人员介绍。针对这一问题，技术人员首先在“潞盾一号”指型护盾旁边加装了挡煤板，达到阻止矸石掉落台车轮底的作用。矸石掉落在平台上，作业人员在支护的过程中顺便就能将矸石清理到皮带上带走；在推进过程中，全站仪两天一换，保证盾构机掘进测量打出的激光与全站仪完美配合，保证掘进方向和设备姿态的准确。“调整后，掘进的误差在20mm以内，保证了‘潞盾一号’推进的掘进姿态。”崔朋辉介绍。
该公司还对“潞盾一号”施工巷道的支护方式进行了优化，原来每排打设17根锚杆，经过与设计院反复试验验证，在保证安全和支护要求的前提下，每排打设15根锚杆，提高支护效率。锚索长度由原来的8.3米改成7.3米，打设方式由原来的7-6-7改成了7-5-7，既保证支护安全，又提高支护效率，达到降本增效的目的。
联合攻坚 优势彰显
5m、8m、10m、12m……在工作人员的跟班写实表中，这些数据不仅是“潞盾一号”作业平稳向好的体现，更是大家爬坡过坎，齐心协力攻坚的决心。
该公司成立了“潞盾一号”作业攻坚小组，包括南风井工区管理人员、各生产系统有经验的副总工程师、掘进队组副队长在内的成员共13人。攻坚小组成员每天跟班，与员工同上同下。“潞盾一号”下坡期间主机皮带出现频繁打滑，攻坚小组提出更换防滑皮带的措施，机电科立即配合，特批200米防滑皮带，作业过程的第一个循环就排出了水煤，为刀盘顺利推进提供了基础；由于出矸量大，后配套皮带不能满足出矸强度，小组成员提出更换强力皮带，提高了带速，保证了出矸量；攻坚小组还提出了一系列设备改进建议：在“潞盾一号”的激光靶上加装护罩避免矸石砸坏设备；L1区观察口加装护板防止大块矸石掉入主机皮带；拆除L2区液压锚杆钻机下侧限位块，增大钻机打设角度，提高支护效率等等优化建议；跟班人员发现L1区在顶板不好的情况下，液压钻机发生偏移，普通的130钻机不能满足现场作业，立即提出更换短腿钻机，仅用半天时间解决了这个问题。“三个支护区域哪一个区域需要支护多少根锚杆，这都是大家跟班写实，一分一秒总结出来的现场经验。现在‘潞盾一号’每一区都能实现平行作业，支护效率提升达到了最优化；经过一系列的优化组织，现在盾构机每推进1米（一个循环）用时约1小时，支护一个循环现在用时约50分钟，实现了支护与盾构机推进的优化匹配。”崔朋辉说。从井下反馈到地面协调解决，分区分段分责任，流水线作业，整个过程科学紧凑，有力保障了“潞盾一号”的顺利推进。
此外，南风井工区还联合调度室，制定了《“潞盾一号”高效作业激励办法》，涵盖了机电、运输、通风等所有单位，调动了各方优势的积极性。“比如说我们作业需要100米的皮带，机电科立即批复，我们需要钢板、鞋板，生产科立即组织工作人员送达现场，出矸系统需要7部皮带，系统复杂，影响因素多，3月份由于皮带原因影响不超过3个小时，这是大家通力合作联合攻坚的结果。”崔朋辉说。
如今，“潞盾一号”可预见的一些问题，作业人员都能够超前管控。“比如发现左帮片帮问题，我们首先调整右帮油缸，再推进左边油缸，‘潞盾一号’姿态就能得到调整；马上加上指型盾后面的护板，防止矸石溜到台车下方，接着调整掘进工艺——短推快支多循环。”现场作业人员介绍。
艰难困苦，玉汝于成。惟其艰巨，方显勇毅。“潞盾一号”是全国首台采用“U”型敞篷式设计的大直径护盾式TBM盾构机，将要在余吾煤业公司完成8000米大断面岩石巷道掘进任务。大家朝着既定的目标，一路向前！
